■郭 建，毛永強 ■中交二航局五分公司，湖北 武漢 430000

1 工程概況

大秦嶺隧道位于西安市戶縣澇峪鄉(xiāng)和安康市寧陜縣新場鄉(xiāng)，為高風險隧道。工點內發(fā)育有區(qū)域斷裂F3 及f23、f24 斷裂帶。

大秦嶺隧道DgK85 +910-DgK86 +060 段為桃園溝淺埋段，洞頂埋深僅約20m 左右，下穿西澇河，地層巖性主要為輝長巖，青灰色，粒狀結構，塊狀構造，巖體較破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育;中等富水區(qū)。設計襯砌類型為Vb，施工方法為三臺階七步法。

支護參數(shù)為:拱墻、仰拱噴射C30 混凝土厚度皆為28cm，設φ8 鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)格間距為20 ×20cm;拱部設置Φ25 的中空錨桿，邊墻設置Φ22 砂漿錨桿，錨桿長度4.0m，間距1.2m* 1.0m，梅花形布置;全環(huán)采用I20b 鋼架，縱向間距0.6m/榀;仰拱C35 砼厚度為60cm，拱墻模筑襯砌C35 砼厚度為50cm。超前支護采用φ89 管棚及φ42 超前小導管，正洞大里程DgK85 +910～DgK86 +060 處打設φ89 長管棚+超前小導管，打設范圍為抑部144 度。管棚縱向10m 一環(huán)，管棚設計長度15m，長管棚內采用M10 水泥砂漿充填;小導管縱向2m 一環(huán)。

2 淺埋段施工方法

2.1 超前地質預報

根據(jù)圍巖情況，先采用TSP 超前地質預報對淺埋段進行探測，根據(jù)TSP 超前地質預報報表顯示，DgK85 +896-DgK85 +929 段圍巖節(jié)理發(fā)育，圍巖較破碎、DgK85 +929-DgK85 +954 段圍巖節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖體完整性一般，圍巖工程地質條件較上一段變好、DgK85 +954-DgK85+998 段為一節(jié)理密集帶，裂隙水發(fā)育，巖體破碎，圍巖工程地質條件比上一段變差，此三段在施工時注意加強防護措施，以防塌方、突涌水等現(xiàn)象。根據(jù)設計要求Dgk85 +790-Dgk86 +060 段應用超前水平鉆長度200 米，Dgk85 +910-Dgk85 +940 段超前水平鉆已實施，結果顯示DgK85 +910～DgK85 +930 巖體穩(wěn)定性較好，局部較破碎;DgK85 +930～DgK85 +940 巖體穩(wěn)定性較差，節(jié)理較發(fā)育，巖體破碎。綜合分析，以超前水平鉆探結果為準。

2.2 隧道洞外施工

由于淺埋段上方西澇河內長年有水流流過，埋深又淺，故須對溝內水進行疏導，并用漿砌片石進行鋪砌，厚度30cm，防止地表水下滲。

2.2.1 疏導河道

通過施工放樣，定出漿砌片石鋪砌區(qū)，先用挖機將河道改線，并清理出河道內虛石及雜物以滿足漿砌片石施工要求。

2.2.2 片石的采集及使用

片石就地取材，河道內清理出的虛石統(tǒng)一堆放，選取適合的用于片石回填。

2.2.3 砂漿的拌制及運輸

砂漿采用M10 砂漿，砂漿配合比根據(jù)試驗室提供，由攪拌站統(tǒng)一拌制，采用砼運輸車運輸。進入施工現(xiàn)場后人工配合挖機進行砂漿填充。

2.3 隧道洞內施工

2.3.1 超前支護

(1)管棚施工工藝。管棚施工主要工序有搭建鉆孔平臺、安裝鉆機;鉆孔、清孔、驗孔;安裝管棚鋼管;注漿。工序技術要求高，工藝復雜，施工工藝流程如下:準備工作制作鋼花管→鉆孔→清孔→鉆孔驗收→頂進鋼管棚→清孔→注漿管路檢查→注漿→封孔。搭鉆孔平臺安裝鉆機。a.先用方木或鋼管腳手架搭設鉆孔平臺，鉆孔順序按鉆機從低位孔位向高位孔位進行。b.平臺支撐要落于實地，連接要穩(wěn)固，防止在施鉆時產生不均勻下沉、擺動、位移等影響鉆孔施作質量。c.鉆機定位:必須精確核定調整鉆機位置。用全站儀、掛線、鉆桿導向相結合的方法，反復調整，確保鉆機鉆孔方向正確。鉆孔。a.為了便于安裝鋼管，φ89 管棚采用大一號鉆頭，鉆頭直徑φ108mm。b.地質較好的情況下一次成空;若地質不好導致鉆進時塌孔、卡鉆，需補注漿后再鉆進。c.鉆機開鉆時，可低速低壓，待成孔1.0m 深后可根據(jù)地質情況逐步調整轉速及風壓。d.鉆進過程中經(jīng)常用測斜儀測定其位置，防止鉆斜，特別注意在鉆孔過程中由于重力作用鉆桿可能往下偏。e.鉆進過程中確保動力器，扶正器、合金鉆頭按同一軸線方向鉆進。f.做好鉆進過程的原始記錄，及時對孔口巖性進行地質判斷、描述。作為開挖洞身的地質預探預報之一，用于指導洞身開挖的依據(jù)。清孔驗孔。a.成孔后用鉆頭(φ108mm)進行來回掃孔，清除浮渣至孔低，確保孔徑、孔深符合要求、防止堵孔。b.用風機高壓風吹孔清理孔口鉆渣。用鋼管、卷尺、測斜儀等檢測孔深，傾角，外插角。

安裝管棚鋼管。a.鋼管采用車絲機車好絲扣，管頭切開后再焊成圓錐頭，便于入孔。b.管棚頂進利用管棚鉆機的沖擊力和推力低速頂進鋼管。c.接長鋼管時，相鄰鋼管的接頭應前后錯開。接頭數(shù)同一橫斷面內不大于50%，相鄰鋼管接頭至少錯開1m。注漿。a.安裝好有孔鋼管、并放入鋼筋籠后即對孔內注漿，漿液由ZJ-400 高速制漿機拌制。b.注漿材料:注漿材料為1∶1 水泥凈漿，封孔采用M10 砂漿。c.采用注漿機將砂漿注入管棚鋼管內，注漿壓力一般為0.5～1MPa，漿液配合比和注漿壓力由現(xiàn)場試驗室確定，當注漿再無進量的情況下，持壓15min 后停止注漿。d.注漿量應滿足設計要求，一般為鉆孔體積的1.5倍;若是注漿量超過預計值，還未達到壓力要求時，應繼續(xù)注漿，確保鉆孔周圍巖體與鋼管周圍孔隙充填飽滿。e.注漿時先注“單”號孔，再注“雙”號孔，防止注漿竄孔。

(2)徑向注漿止水施工工藝。徑向注漿施工工藝流程:施工準備→布設注漿點→鑿巖機開孔→擴孔→埋注漿孔→注漿機注漿→下一注漿孔注漿→檢查注漿效果。注漿施工方法。a.在洞身周邊按140cm 間距進行鉆孔，沿隧道縱向間距2.2m，鉆孔度深4.0m，鉆孔要求90%以上的鉆孔出水，由此出水可以判斷出水深度。b.使用快凝混凝土等錨固性材料粘結鋼管與孔壁，利用噴混凝土作止?jié){墻。c.實驗壓漿，壓漿按隔孔壓漿，采取擠密型注漿措施。d.注漿過程中若發(fā)生串漿，應關閉孔口閥門或堵塞孔口，待其它孔注漿完成后再打開閥門，若發(fā)生流水，則繼續(xù)注漿，直至每個孔達到注漿結束標準。e.孔口管應安設牢靠，并有止?jié){閥等止?jié){措施。注漿結束標準。單孔結束標準:壓力達到設計值并繼續(xù)注漿10min 以上，單孔進漿量小于初始進漿量的1/4，檢查孔涌水量小于0.2L/min。全程結束注漿標準:所有注漿單孔達到結束條件，且無漏漿現(xiàn)象。注漿后段落內涌水量不大于1m3/m.d。進行1.0MPa 壓力的壓水試驗，進水量小于2L/m.min。

(3)超前小導管施工工藝。施工工藝流程如下:地質調查→現(xiàn)場試驗→效果檢查→制定施工方案進行施工→噴砼封閉掌子面→拱部放樣布孔→風槍成孔→清孔→插入小導管→注漿→隧道開挖。制作鋼花管。小導管前端加工成錐形，尾部焊接φ6mm 鋼筋加勁箍，在管身設注漿孔，孔徑6～8mm 孔間距15cm，呈梅花形布置，尾部長度不小于100cm 作為不鉆孔的止?jié){段。注漿。必要時在小導管附近及工作面噴射混凝土，以防止工作面坍塌。注漿參數(shù)應根據(jù)注漿試驗結果及現(xiàn)場情況適當調整。注漿參數(shù)參照以下數(shù)據(jù)選擇。注漿壓力:一般為0.5～1.0Mpa;漿液初凝時間:1～2min;水泥:P.O32.5 普通硅酸鹽水泥;砂:中細砂。注漿異常現(xiàn)象處理。a.發(fā)現(xiàn)串漿時及時堵塞串漿孔。b.泵壓突升時，可能發(fā)生堵管，應停機檢查。c.進漿量很大，壓力長時間不升長，應調整砂濃度及配合比，縮短膠凝時間。

2.3.2 開挖

本淺埋段采用三臺階七步開挖法施工和臨時橫撐。

2.3.3 初期支護

本淺埋段按照時速250 公里客運專線《雙線隧道復合式襯砌》(西成客專施隧參101)圖中的V 級圍巖Vb 型復合式襯砌施工。初期支護施工工藝流程如下:施工準備→清理危石→沖洗巖面→初噴砼4cm→布設錨桿→安裝錨桿→布設鋼筋網(wǎng)→安設型鋼鋼架→檢查→噴砼至設計厚度→噴射砼效果檢查→下道工序。

2.4 監(jiān)控量測

2.4.1 監(jiān)控量測項目

隧道監(jiān)控量測必測項目主要包括拱頂下沉、周邊收斂、地表沉降。

監(jiān)控量測要緊跟開挖、支護作業(yè)。按設計要求布設測點，并根據(jù)現(xiàn)場情況及時調整或增加量測的內容。量測數(shù)據(jù)及時分析處理，實現(xiàn)動態(tài)管理、動態(tài)施工。

2.4.2 隧道量測項目、量測儀器及量測方法

(1)地質和支護狀態(tài)信息的觀察。①觀察記錄掌子面的工程地質與水文地質情況，作為地質素描。觀察掌子面附近初支狀況，判斷圍巖、初砌支護的穩(wěn)定性和可靠性。②范圍:工作面及初期支護后的地段進行觀察。③監(jiān)測儀器:地質羅盤儀、鋼卷尺、放大鏡等。

(2)淺埋地表沉降觀測。DgK85 +910-DgK86 +060 段屬隧道淺埋段，覆蓋層薄，開挖后圍巖難以自穩(wěn)成拱，地表易沉陷，為了確保淺埋段的施工安全，進行地表沉降觀測?；c布設:a.隧道淺埋段地表沉降測點應在洞內相應斷面開挖前布設。b.地表沉降測點和隧道內測點應對應斷面布置程。c.淺埋段DgK85 +910～DgK86 +060 地表沉降斷面縱向布置:斷面縱向間距10 米;共16 個斷面。d.淺埋段DgK85 +910～DgK86 +060 地表沉降測點橫向布置:每一斷面有13 個測點;2 個基準點。測點布設:在測點位置挖200* 200* 200mm 的坑，然后放入地表測點自制的預埋件。測點周邊用混凝土澆筑，待混凝土固結后即可量測。量測:用全站儀進行觀測。數(shù)據(jù)分析:繪制時間-位移與距離-位移圖，曲線正常則說明位移隨施工的進行逐漸穩(wěn)定。如果出現(xiàn)異常，例如出現(xiàn)反彎點，說明地表下沉出現(xiàn)點驟增加現(xiàn)象，表明圍巖或支護已出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，應馬上采取措施。

(3)拱頂下沉量測。①測點布設:拱頂下沉主要用于判斷圍巖是否穩(wěn)定。在各量測斷面的拱頂中心處埋設一自制的鋼筋預埋件。②量測。采用高精度全站儀采集數(shù)據(jù)。

(4)凈空收斂量測。①測點布設:須與拱頂下沉點斷面布置相對應。②量測。采用高精度全站儀進行數(shù)據(jù)采集，初測應在開挖后12h讀取，最遲不得超過24h，且在下一循環(huán)開挖前，必須完成初期變形值的讀取。

(5)量測數(shù)據(jù)整理、分析。量測后的數(shù)據(jù)分析是隧道監(jiān)控量測最核心的環(huán)節(jié)，須繪制量測數(shù)據(jù)與時間的關系曲線及與開挖掌子面距離間的關系曲線。并對量測數(shù)據(jù)作如下一系列的處理、分析及反饋:據(jù)回歸分析、預測位移、收斂、拱頂下沉及鋼筋力的最終值。②以位移～時間曲線為基礎，根據(jù)位移、位移速率等綜合分析及評定圍巖和支護的穩(wěn)定性。③當位移急驟增加，相對凈空變化超過10mm/d 時，重點加強觀測，并密切注意支護結構的變化。④當位移～時間曲線出現(xiàn)反彎點時，同時發(fā)現(xiàn)初支有開裂或掉塊，應盡快采取補強措施，謹防塌方。⑤當位移、周邊收斂、拱頂下沉達到預測最終值的80～90%，收斂速度小于0.2mm/d，拱頂下沉速率小于0.15mm/d 時，判斷圍巖基本穩(wěn)定，可進行防排水、二襯等施工。

3 結束語

大秦嶺隧道由于是高風險隧道，其地質情況復雜，軟弱圍巖較多，且一處在淺埋帶上，經(jīng)過兩處斷裂帶，因此在施工前期，我們就對隧道施工預以高度重視，并且加強了施工過程控制環(huán)節(jié)，從而使這座隧道在圍巖較差，難度較大的情況下，質量得到了有力的保證。